[发明专利]无需光谱仪的纳米金二维液相比色定量分析方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米传感技术领域，具体涉及一种无需光谱仪的纳米金二维液相比色定量分析方法。

背景技术

以纳米金为比色探针的液相比色分析法具有操作简单、成本经济、通过分析物介导纳米金团聚使得其溶液颜色发生由红至蓝变化即可实现高灵敏目视定性或半定量检测等突出优点，长期以来备受分析工作者的青睐。在几乎所有的现有纳米金液相比色分析方法中，目标分析物的浓度被转换成均相反应溶液的颜色种类或强度后进行分析。由于纳米金溶液的颜色种类（红色或蓝色）与强度仅是最终反应溶液的一维信息，现有的纳米金液相比色分析方法可统称为一维纳米金液相比色分析法。尽管一维纳米金液相比色法具有前述诸多优点，它们的美中不足之处主要在于必须借助紫外-可见分光光度计等光谱仪才能进行分析物的定量检测。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种无需光谱仪的纳米金二维液相比色定量分析方法。

本发明的思路：研究显示水溶液中半胱胺可介导纳米金团聚，使得均相的纳米金溶液的颜色发生由红至蓝的显著变化。本发明中先将含有半胱胺的水溶液与同水互溶且密度大于1 g/mL（25℃）的有机溶剂等体积混合，随后滴加到表面呈负电荷性质的纳米金红色溶液中。由于有机溶剂携带着大多数的半胱胺分子快速沉积到纳米金溶液底部，因此半胱胺通过巯基-金化学与静电吸附作用诱导纳米金的团聚主要发生在反应溶液底部，最终得到独特的上层红色-下层蓝色的双色混合溶液。上层主要为密度较小的水相，且因含有大量分散的未团聚的纳米金而保持原始红色；下层主要为密度较大的有机相，且因含有大量的团聚的纳米金而呈现蓝色。更为重要的是，所使用有机溶剂可进一步作为双色分层智能调节剂。“智能”是指随着半胱胺浓度的增大，最终形成的双色混合溶液中蓝色溶液的长度随之增大。因此，在不需要使用任何专业仪器或设备的情况下，仅仅通过肉眼目视观察、量测蓝色溶液的长度（除了溶液颜色与强度等第一维信息以外的第二维信息），即可实现半胱胺分析物或以半胱胺为小分子探针的其他目标分析物的定量检测。

具体步骤为：

步骤一，将含有半胱胺的水溶液与有机溶剂等体积混合后，滴加到装有表面呈负电荷性质的纳米金红色溶液的透明试管中。

步骤二，肉眼目视观察、量测透明试管中下层蓝色溶液的长度，该长度的大小与半胱胺浓度呈正相关，即完成目标分析物的目视定量检测。

所述有机溶剂与水互溶，且25℃下密度大于1 g/mL。

所述表面呈负电荷性质的纳米金通过以下任意一种方式获得：纳米金在原位合成中表面吸附了还原剂的阴离子或者纳米金合成完成后被进一步修饰上可电离呈负电荷性质的分子。

所述透明试管为外壁有刻度的透明试管或外壁没有刻度的透明试管，透明试管的材质是塑料或玻璃；当透明试管的外壁有刻度时，量测透明试管中下层蓝色溶液的长度是通过直接读取与蓝色溶液长度相关的透明试管外壁上的刻度来完成；当透明试管的外壁没有刻度时，量测透明试管中下层蓝色溶液的长度是通过使用直尺在透明试管外壁上量测试管中蓝色溶液的长度来完成。

所述目标分析物为半胱胺自身或者与半胱胺浓度相关的物质，即所涉及化学或生物反应中以半胱胺为小分子探针的其他物质。

与现有的纳米金液相比色分析方法相比，本发明的突出优点在于：1）检测过程依然简单，未经专业技能培训的操作人员也能开展实验；2）仅凭肉眼观察或简单使用价格低廉的直尺代替紫外-可见分光光度计等光谱仪进行定量信号读取，显著降低分析成本；3）可直接推广应用于临床诊断、医学研究、食品安全、环境监测等领域中各种样本中半胱胺分析物或使用半胱胺为小分子探针的目标物的简单低成本免仪器定量检测，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1和实施例2中无需光谱仪的纳米金二维液相比色定量分析方法的原理示意图。

图中标记：1-透明试管；2-透明试管外壁上的刻度；3-含有分散纳米金的红色溶液；4-纳米金；5-甲酰胺；6-半胱胺；7-半胱胺介导生成的纳米金团聚物；8-含有纳米金团聚物的蓝色溶液；9-肉眼。

图2为本发明实施例1中无需光谱仪的纳米金二维液相比色定量分析方法分析1 μM 半胱胺样品时所得结果（A）与空白样品（不含半胱胺的超纯水）所得结果（B）的比较图。